660MW二次再熱機組汽溫優(yōu)化控制方案

邵長軍 夏紹標

摘 要：本文針對某電廠二期智能發(fā)電ICS系統(tǒng)中智能運行優(yōu)化功能群組的再熱汽溫優(yōu)化控制進行了分析，以供同仁參考。

關鍵詞：機組;氣溫;優(yōu)化控制

1項目概況

在常規(guī)DCS系統(tǒng)上通過部署開放應用控制器、高級應用服務器、大型歷史實時數(shù)據(jù)庫、高級值班員站等部件，建立基本控制、智能控制和智能運行監(jiān)管等層級之間的閉環(huán)聯(lián)系，縱向打通直接控制與運行監(jiān)督控制的界限，提供開放的高級應用環(huán)境，將常規(guī)DCS系統(tǒng)升級成ICS系統(tǒng)平臺。在ICS平臺中對控制優(yōu)化、運行優(yōu)化、智能報警和預警、設備監(jiān)測與診斷、高溫受熱面分析、三維可視化等功能模塊進行深度優(yōu)化，實現(xiàn)智能控制與運行優(yōu)化，帶來機組發(fā)電效益的提升、污染物排放的降低。目前ICS功能群組已完成初步部署，開始進行參數(shù)尋優(yōu)和智能優(yōu)化控制的調(diào)試工作。

2汽溫控制優(yōu)化策略

2.1原主汽溫控制概況

為了能夠讓機組在負荷劇烈波動工況下，能夠快速跟蹤汽溫設定值，提升控制系統(tǒng)對大慣性大遲延對象的控制品質(zhì)和抗干擾能力，在主蒸汽溫度優(yōu)化控制策略中，以廣義預測控制算法（GPC）作為核心控制，GPC控制算法是基于模型的控制算法，可以實現(xiàn)對減溫水流量的精準控制，減少減溫水流量的波動，提升汽溫的控制品質(zhì);其次，為了能夠實現(xiàn)控制作用的超前性，避免減溫水流量過調(diào)等問題，提取運行過程中的提前變化量作為參考，通過對汽溫變化的提前預知，實現(xiàn)超前調(diào)節(jié)，減小主蒸汽溫度的波動。

2.2 一級過熱蒸汽溫度優(yōu)化控制策略

a）一級減溫水控制以一級過熱器出口溫度作為控制目標，其設定值按照鍋爐熱力特性說明書，根據(jù)不同負荷段擬合得到;

b）在一級過熱器出口溫度控制中，以廣義預測控制器（GPC）作為核心控制算法，GPC控制器輸出為一級減溫水流量設定值，結合一級減溫水流量反饋值，構建PID控制器實現(xiàn)對一級噴水閥門的調(diào)節(jié)。以GPC作為核心控制器，可以很好的克服系統(tǒng)慣性和遲延對控制性能的影響，提升一減溫度的控制品質(zhì);以GPC控制器輸出為減溫水流量設定值，并串聯(lián)PID控制器，可以有效克服閥門非線性對控制性能的影響;

c）為了實現(xiàn)一減過熱蒸汽溫度的超前控制，以一級減溫器前溫度作為參考，其一方面耦合至GPC控制算法的前饋預測通過，即時感知未來一減汽溫的變化情況，實現(xiàn)超前控制;同時將一級減溫器前溫度作為導前微分信號，對一級過熱器出口蒸汽溫度設定值進行修正;

d）為了考慮一減和二減之間的分配和均衡，以二級減溫器出入口溫度差值作為修正量，對一級過熱器出口蒸汽溫度設定值進行修正，實現(xiàn)以一級減溫水主調(diào)，二級減溫水精調(diào)的作用;

e）同時考慮一級減溫器出口溫度測點是否具備一定的慣性和遲延，考慮是否采用串級控制方式，提升系統(tǒng)的抗擾動能力。

2.3 二級過熱蒸汽溫度優(yōu)化控制策略

a）二級減溫水控制以二級過熱器出口溫度作為控制目標，其設定值為605℃;

b）在二級過熱器出口溫度控制中，以廣義預測控制器（GPC）作為核心控制算法，GPC控制器輸出為二級減溫水流量設定值，結合二級減溫水流量反饋值，構建PID控制器實現(xiàn)對二級噴水閥門的調(diào)節(jié);

c）為了實現(xiàn)二減過熱蒸汽溫度的超前控制，以二級減溫器前溫度作為參考，其一方面耦合至GPC控制算法的前饋預測通過，即時感知未來二減汽溫的變化情況，實現(xiàn)超前控制;同時將二級減溫器前溫度作為導前微分信號，對二級過熱器出口蒸汽溫度設定值進行修正。

3再熱蒸汽控制策略

3.1煙氣再循環(huán)風機優(yōu)化控制策略

煙氣再循環(huán)同時對一級/二級再熱蒸汽溫度產(chǎn)生影響，因此在煙氣再循環(huán)風機控制中考慮以下幾點：

a）以兩級再熱汽溫設定值均值作為控制目標，以兩級再熱汽溫均值作為反饋值，以GPC作為主控制器，對煙氣再循環(huán)風機頻率進行控制;

b）煙氣再循環(huán)控制中，以二級再熱減溫閥前溫度作為導前信號，耦合至GPC控制器中，實現(xiàn)對再熱汽溫的超前干預;

c）控制邏輯充分考慮煙氣再循環(huán)風機的頻率調(diào)節(jié)速率和調(diào)節(jié)范圍，避免超電流現(xiàn)象發(fā)生。

圖1煙氣再循環(huán)風機控制邏輯示意圖

3.2再熱煙氣擋板優(yōu)化控制策略

煙氣再循環(huán)同時對一級再熱煙氣擋板、二級再熱煙氣擋板均以兩級再熱汽溫偏差作為控制目標，保證兩級再熱蒸汽溫度偏差為0，在控制方案中考慮以下幾點：

a）對一、二級再熱煙氣擋板，分別以兩級再熱汽溫偏差作為控制目標，以GPC作為核心控制器;

b）在兩級煙氣擋板控制中，根據(jù)GPC輸出指令，對一、二級煙氣擋板開度進行分配，分配原則是：降低正偏差方向，以二級煙氣擋板主調(diào)，一級煙氣擋板輻調(diào)，當二級煙氣擋板達到預定位置后，如仍有偏差一級煙氣擋板進行控制;降低負偏差方向，以一級煙氣擋板主調(diào)，二級煙氣擋板輻調(diào)，當一級煙氣擋板達到預定位置后，如仍有偏差二級煙氣擋板進行控制。

表1煙氣擋板擬分配情況

3.3 一級再熱減溫水優(yōu)化控制策略

煙氣再循環(huán)同時對兩級再熱減溫水控制方案與過熱蒸汽溫度控制方案類似：

a）一級再熱減溫水控制以一級再熱器出口溫度作為控制目標，其設定值按照鍋爐熱力特性說明書，根據(jù)不同負荷段擬合得到;

b）在一級再熱器出口溫度控制中，以廣義預測控制器（GPC）作為核心控制算法，GPC控制器輸出為一級減溫水流量設定值;以一級減溫器前溫度作為參考，其一方面耦合至GPC控制算法的前饋預測通過，同時將一級減溫器前溫度作為導前微分信號，對一級再熱器出口蒸汽溫度設定值進行修正;

c）為了考慮一減和二減之間的分配和均衡，以二級減溫器出入口溫度差值作為修正量，對一級再熱器出口蒸汽溫度設定值進行修正，實現(xiàn)以一級減溫水主調(diào)，二級減溫水精調(diào)的作用;

4 燃燒器擺角控制方案

煙氣再循環(huán)同時對本次實施不針對燃燒器擺角進行連續(xù)調(diào)節(jié)，根據(jù)負荷指令，直接給出燃燒擺角定位，并預留較大的死區(qū)，避免頻繁變負荷過程中燃燒器擺動抖動。擺角調(diào)節(jié)范圍50～70，手動偏至范圍正負10，上限鎖死75，下限鎖死50。

5關于各級受熱面壁溫保護問題

煙氣再循環(huán)同時對針對各級受熱面的壁溫超限溫度，在減溫水邏輯里面單獨考慮，單壁溫超限后，讓減溫水流量預噴一定流量并保持一段時候后切除。